盧利輝

（額敏縣水利水電勘測設(shè)計(jì)隊(duì) 新疆 額敏 834600）

1 工程概況

麥海因水庫由瀝青心墻砂礫石壩、導(dǎo)流放水涵洞、溢洪道等建筑物組成，大壩壩型為瀝青砼心墻砂礫石壩，是一座以灌溉、草原生態(tài)保護(hù)及人畜飲水為主兼顧下游灌區(qū)防洪的綜合性利用水庫。水庫總庫容為995×104m3，控制灌溉面積6.5萬畝，根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252－2000）的規(guī)定，本工程等別Ⅲ等，工程規(guī)模為中型，永久性主要建筑物級別為3級，永久性次要建筑物級別為4級，臨時(shí)建筑物為5級。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，洪峰流量44.4m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用1000年一遇，洪峰流量79.3m3/s。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)普特征周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。工程的主要任務(wù)為：解決麥海因河來水年內(nèi)分配不均的問題，保證下游灌區(qū)6.5萬畝地的灌溉用水和1.84萬人、10.5萬頭人畜用水要求；水庫建成后削減洪峰，提高下游河道的防洪能力。

2 滲水現(xiàn)象及其原因分析

2012年9月3 日水庫關(guān)閘蓄水，蓄水12天，庫水位由1190m蓄至1201.88m，發(fā)現(xiàn)壩后溢出點(diǎn)偏高，高出河床3m～4m，且水庫上游護(hù)坡變形明顯。

發(fā)現(xiàn)壩后滲水情況后，驗(yàn)收委員會(huì)提出了要查明滲漏原因，春季試驗(yàn)性蓄水，加強(qiáng)滲漏觀測等處理意見。2013年春季開始試驗(yàn)性蓄水，水位蓄至1212.41m時(shí)，壩后有三處滲水點(diǎn)，第1處滲水點(diǎn)高程為1179.0m，低于庫水位33.41m；第2處滲水點(diǎn)高程為1187m，低于庫水位25.41m；第3處滲水點(diǎn)高程為1196.5m，低于庫水位15.91m。通過簡易量水堰，測得最大滲漏量約為 0.13m3/s。

試驗(yàn)性蓄水期間，自治區(qū)水利廳、地區(qū)區(qū)水利局等領(lǐng)導(dǎo)高度重視，多次實(shí)地查看了麥海因水庫滲漏情況，并開會(huì)討論了滲漏的原因和處理的初步建議，強(qiáng)調(diào)要持續(xù)觀測滲漏量，加強(qiáng)大壩的觀測和巡檢。

國電塔城鐵廠溝發(fā)電有限公司于5月初委托新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，補(bǔ)充勘察主壩工程地質(zhì)條件，查明滲漏原因。即日新疆水電設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)所開始鉆探工作，本次地質(zhì)勘察布置鉆孔11個(gè)，其中壩頂8個(gè)，壩后坡3個(gè)鉆孔。

（1）本次勘測檢查孔檢測資料分析

根據(jù)本次勘察的11個(gè)鉆孔及試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：

① 放水洞兩側(cè)（大壩樁號0+95.5～0+103.5）大壩施工階段未按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行灌漿處理；根據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)證明基巖透水率較大，庫水通過該處向下游滲漏。

②大壩樁號（0+030～0+088）帷幕灌漿布置兩排灌漿孔，效果較好；兩壩肩及延伸段均為單排帷幕，根據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)證明基巖透水率較大，說明兩壩肩壩基灌漿存在缺陷。

③根據(jù)左右壩肩鉆孔壓水試驗(yàn)資料，兩壩肩帷幕灌漿延伸范圍較短，未延伸至5Lu界限與正常蓄水位交點(diǎn)且右壩肩局部段帷幕灌漿深度不夠，庫水通過左右壩肩及延伸段向下游滲漏。

綜合鉆孔壓水試驗(yàn)及等水位線分析，大壩滲水主要來自兩壩肩壩基繞滲水。

表1 初擬灌漿壓力值表

（2）基本結(jié)論

結(jié)合以上論述，可基本得出以下結(jié)論

①從滲壓計(jì)初期觀測結(jié)果判斷出：左右兩岸帷幕灌漿效果較差，未起到阻斷岸邊繞滲的作用；集中滲漏點(diǎn)在涵洞與瀝青混凝土心墻交會(huì)的上部。

②根據(jù)本次檢查孔壓水試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，放水洞兩側(cè)（大壩樁號0+095.5～0+103.5）基巖透水率較大，庫水通過該處向下游滲漏；兩壩肩及延伸段基巖透水率較大，兩壩肩壩基灌漿存在缺陷。

3 防滲處理方案

3.1 灌漿

本次灌漿設(shè)計(jì)采用了普通帷幕灌漿方式。左壩段0-035～0+035和右壩段0+085～0+190灌漿深度按基巖透水率5Lu以下5.0m防滲線控制。鉆孔間距先2.0m后1.0m考慮，其中與已灌區(qū)域重復(fù)的0-022～0+035和0+085～0+142段灌漿要求在已灌孔間插花灌漿。

放水洞底部及兩側(cè)（大壩樁號0+095.5～0+103.5）大壩施工階段未進(jìn)行灌漿處理，本次對此段加強(qiáng)灌漿處理。帷幕灌漿在放水洞處布置3排，每排3孔，排距1m，中間排的灌漿軸線與壩體新灌軸線在同一直線上，其余兩排分別在上游側(cè)和下游側(cè)，每排洞中心線布1孔，兩側(cè)各布1孔，兩側(cè)孔距洞軸線1.6m，距洞外邊墻線0.35m，灌漿深度按基巖透水率5Lu以下5.0m防滲線控制。

3.1.1 孔位布置

新灌漿壩體段（左壩段0-035～0+035和右壩段0+085～0+190）布置在心墻上游側(cè)與心墻軸線平行，距離心墻基座上游邊線0.50m，距離心墻軸線1.4m。鉆孔間距1.0m，其中與已灌區(qū)域重復(fù)的0-022～0+035和0+085～0+142段灌漿要求在已灌孔間插花灌漿。

3.1.2 灌漿順序

帷幕灌漿采用三序施工，先鉆灌第一序孔，然后鉆灌第二序孔，最后鉆灌三序孔，第一序孔間距為8m。

3.1.3 壓水試驗(yàn)

（1）灌漿孔（段）在灌漿前均應(yīng)做簡易壓水試驗(yàn)。

（2）先導(dǎo)孔（第I序孔的1/3孔數(shù)）應(yīng)自上而下分段卡塞進(jìn)行壓水試驗(yàn)，帷幕灌漿試驗(yàn)孔按SL62-94“灌規(guī)”附錄A的規(guī)定采用五點(diǎn)法或單點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查孔應(yīng)按SL62-94“灌規(guī)”附錄A的規(guī)定采用五點(diǎn)法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

3.1.4 灌漿方法

可采用孔口封閉孔內(nèi)循環(huán)自上而下分段灌漿法或自下而上分段灌漿法（灌漿方法可視基巖的完整率而定），射漿管距離孔底不得大于50cm。同一排上相鄰的兩個(gè)次序孔之間，在巖層中鉆孔灌漿的間隔高差不得小于15m。

3.1.5 灌漿壓力

表1為初擬灌漿壓力值，最終灌漿壓力的大小等灌漿參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定。

3.1.6 帷幕灌漿段段長

巖基灌漿段段長不大于5m，樁號0+000～0+035和0+085～0+120壩段基礎(chǔ)灌漿上部兩段段長不宜超過3m，視具體情況而定。灌漿墊層混凝土和基礎(chǔ)的連接段灌漿段長為入巖2m。

3.2 反濾層

2013年4 月壩后發(fā)現(xiàn)滲水后，為了既保證大壩安全，又考慮5月～8月灌溉用水，在壩后溢出點(diǎn)以上（高程1188m）1.5m處即1189.5m以下設(shè)貼坡。貼坡頂部高程1189.5m，水平寬度為5m，坡度為1∶2.5，貼坡料為河床內(nèi)砂礫石料。填料要求：級配連續(xù)，滲透系數(shù)＞1×10-2cm/s。相對密度 Dr≥0.85，Dmax＜80mm，小于5mm的顆粒含量25%～40%，小于0.075mm的顆粒含量＜5%。

4 防滲處理的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 灌漿漿液

采用水泥漿灌注，其中混凝土與基礎(chǔ)的連接段應(yīng)單獨(dú)先行灌漿。所使用的漿液應(yīng)由稀到濃逐級變換，本次工程帷幕灌漿水泥漿液水灰比（重量比）從開灌依次采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1等七個(gè)比級。當(dāng)某一比級漿液的注入量已達(dá)300L以上或灌注時(shí)間已達(dá)1h，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，漿液濃度應(yīng)改濃一級。當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不得改變漿液濃度。當(dāng)注入率大于30L/min時(shí)，可根據(jù)具體情況越級變濃。

4.2 灌漿過程中特殊情況處理

（1）灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，可按照下述原則進(jìn)行處理：

①應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，否則應(yīng)立即進(jìn)行沖洗鉆孔，然后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗或沖洗無效，則應(yīng)進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿。

②恢復(fù)灌漿時(shí)，應(yīng)使用開灌比級的水泥漿進(jìn)行灌注。如注入率與中斷前相近，即可改用中斷前的水灰比繼續(xù)灌注；如注入率與中斷前相比減少較多，則漿液應(yīng)逐級加濃繼續(xù)灌注。

③恢復(fù)灌漿后，如注入率與中斷前相比減少很多時(shí)，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

（2）帷幕灌漿過程中發(fā)生串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行灌漿，應(yīng)一泵灌一孔。否則應(yīng)將串漿孔用栓塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再行掃開串漿孔，而后繼續(xù)鉆孔和灌漿。

（3）對溶洞、溶縫進(jìn)行灌漿時(shí)，應(yīng)先查明溶洞的充填類型和規(guī)模，并遵循“先封閉，再密實(shí)”的原則進(jìn)行灌注，可采用如下措施進(jìn)行處理：溶洞內(nèi)有充填物時(shí)，根據(jù)充填物的類型、性能以及充填程度，可采用高壓灌漿、高壓噴射灌漿等措施。溶洞內(nèi)無充填物時(shí)，根據(jù)溶洞的大小，可采用泵入高流態(tài)混凝土，投入碎石，再灌注水泥砂漿、灌注混合漿液等措施，待凝后，掃孔，再灌漿。

（4）灌漿段注入量大，可選用下列措施處理：

①低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿。

②漿液中摻加速凝劑。

③灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液。

5 結(jié)語

麥海因水庫在建成后，在蓄水階段出現(xiàn)大的滲漏，主要是因?yàn)榍捌跍?zhǔn)備工作不足，尤其是水庫左右兩岸地質(zhì)工作沒有做到位，在出現(xiàn)問題后及時(shí)采取了有效的處理措施，處理后，水庫滲漏得以解決，目前水庫已正常蓄水。因此建議在做任何工程時(shí)都不能忽視工程的前期工作，一定要把前期工作做實(shí)、做細(xì)。陜西水利